【摘 要】
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随着微光夜视技术的发展,电子轰击型CMOS传感器（EBCMOS）以其灵敏度高、噪声低、功耗低、体积小等优势,在遥感探测、夜视成像、粒子物理以及天文观测等领域具有广泛的应用场景,成为了国内外相关领域研究的热点。本文利用电子输运模型理论和蒙特卡罗方法,建立了电子在器件中完整的运动轨迹模型,并开展了相关模拟研究实验。对P型基底均匀掺杂和梯度掺杂情况下EBCMOS的电荷收集效率进行了模拟研究,设计了EBC
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随着微光夜视技术的发展,电子轰击型CMOS传感器（EBCMOS）以其灵敏度高、噪声低、功耗低、体积小等优势,在遥感探测、夜视成像、粒子物理以及天文观测等领域具有广泛的应用场景,成为了国内外相关领域研究的热点。本文利用电子输运模型理论和蒙特卡罗方法,建立了电子在器件中完整的运动轨迹模型,并开展了相关模拟研究实验。对P型基底均匀掺杂和梯度掺杂情况下EBCMOS的电荷收集效率进行了模拟研究,设计了EBCMOS的多种结构模型,并模拟分析了不同结构对EBCMOS成像器件电荷收集效率的影响。依据载流子输运理论并结合蒙特卡罗模拟方法,利用数学建模软件MATLAB模拟了电子在EBCMOS中的电子运动轨迹。对电子在近贴区、死层、扩散区、耗尽区电子运动轨迹模型进行理论推导、模型建立,对电子倍增过程进行模型建立,建立了像素区电荷收集效率模型。研究了近贴电压对倍增电子数量的影响,研究了在基底均匀掺杂下电荷收集效率的影响因素,分别从近贴距离、近贴电压、掺杂浓度、基底厚度这四个方面展开了详细研究。建立了梯度掺杂运动轨迹理论模型,然后对整体梯度掺杂和分段梯度掺杂进行电子运动轨迹模拟,分析了不同掺杂模型对电荷收集效率产生的影响。最终获得了一个能产生较高电荷收集效率的掺杂结构模型,表面此文的模拟结果可以为高性能EBCMOS器件的制备提供理论指导。
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